ES2589754T3 - Aparato para tratamiento extracorporal de sangre - Google Patents

Abstract

Un aparato para tratamiento extracorporal de sangre que comprende: - al menos una unidad de tratamiento (3) que tiene al menos una primera cámara (4) y al menos una segunda cámara (5) separadas entre sí por una membrana semipermeable (6); - al menos una línea de extracción de sangre (7) conectada a un orificio de entrada (4a) de la primera cámara (4) y predispuesta para extraer sangre de un paciente (P); - al menos una línea de retorno de sangre (8) conectada a un orificio de salida (4b) desde la primera cámara (4) y predispuesta para devolver sangre tratada al paciente (P), en el que la línea de extracción de sangre (7), la línea - de retorno de sangre (8) y la primera cámara (4) forman parte de un circuito extracorporal de sangre (2); al menos una bomba peristáltica (9) que funciona en el circuito extracorporal de sangre (2) para mover la sangre en el circuito (2); - al menos un sensor de presión (13, 14) asociado al circuito extracorporal de sangre (2) y configurado para permitir la determinación de los valores de presión en dicho circuito extracorporal de sangre (2); - al menos una línea de drenaje de sangre (23) conectada a un orificio de salida de dicha segunda cámara (5); - una unidad de control (UC) conectada a dicho al menos un sensor de presión (13, 14) y a la bomba peristáltica (9) y configurada para: - mover la bomba peristáltica (9) con un movimiento cíclico para generar un flujo sanguíneo; - recibir de dicho al menos un sensor de presión (13, 14) una señal (Ps) que indica la presión sanguínea en el circuito extracorporal de sangre (2); - muestrear, para cada ciclo de la bomba peristáltica (9), la señal (Ps) que indica la presión sanguínea con una frecuencia en el dominio temporal dependiendo de la velocidad (ω) de la bomba peristáltica (9); caracterizado por que la unidad de control (UC) también se configura para: - recibir una señal (ω, Fr) que indica el flujo sanguíneo instantáneo (Qb) en la bomba peristáltica (9); - comparar la señal (ω, Fr) con una pluralidad de campos (Δω1-Δωj, ΔFr1-ΔFrj) que indican intervalos predefinidos de flujo sanguíneo (ΔQb1-ΔQbj) cada un combinado con una respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fs1-Fsj) de la señal (Ps) que indica la presión sanguínea; - identificar el campo (Δωk, ΔFsk) en la pluralidad de campos (Δω1-Δωj, ΔFr1-ΔFrj) a los que pertenece la señal (ω, Fr); - identificar la respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fsk); - dimensionar un filtro a utilizar en función de la frecuencia de muestreo predefinida (Fsk) y a una frecuencia de corte deseada (Fc); - aplicar el filtro a la señal muestreada (Ps) indicativa de la presión sanguínea.

Description

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DESCRIPCION

Aparato para tratamiento extracorporal de sangre Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un aparato para tratamiento extracorporal de sangre y tambien a un metodo de control del aparato relacionado.

Antecedentes de la invencion

El aparato para tratamiento extracorporal de sangre conocido comprende al menos una unidad de tratamiento (por ejemplo, un dializador o filtro o un ultrafiltro o un filtro de plasma o una unidad de filtro de distinto tipo) que tiene una membrana semipermeable que separa la unidad de tratamiento en dos camaras. Un circuito extracorporal de sangre permite la circulacion de sangre tomada de un paciente en el interior de la primera camara. Al mismo tiempo, y normalmente en una direccion a contracorriente con respecto a la sangre, se hace circular un fluido de tratamiento a lo largo de un circuito especial en la segunda camara de la unidad de tratamiento. Una lmea de extraccion de sangre se conecta con un orificio de entrada de la primera camara y se predispone, en condiciones de funcionamiento de conexion a un paciente, a extraer sangre desde un acceso vascular insertado, por ejemplo, en una fistula sobre el paciente. Una lmea de retorno de sangre conectada con un orificio de salida de la primera camara se predispone para recibir la sangre tratada por la unidad de tratamiento y para retornar la sangre tratada a otro acceso vascular conectado a la fistula del paciente. Una bomba peristaltica acoplada de forma operativa al circuito extracorporal de sangre hace circular la sangre en el circuito. Este tipo de aparato de tratamiento de sangre, conocido como aparato de dialisis, puede utilizarse para la eliminacion de solutos y exceso de fluido de la sangre del paciente donde el paciente esta sufriendo insuficiencia renal.

Durante este tratamiento es necesario vigilar y analizar el comportamiento de los generadores de presion fisiologica del paciente, tales como el aparato cardiovascular y/o respiratorio. Por ejemplo, para vigilar el latido de un sujeto, la presion sangumea y tambien el estado de los accesos vasculares (por ejemplo, para identificar el desprendimiento de la aguja venosa DAV), es aconsejable extraer/aislar los datos de presion obtenidos de los generadores de presion fisiologica. Para este fin las senales de presion detectadas por sensores especiales dispuestos en el circuito extracorporal de sangre deben tratarse/filtrarse a fin de eliminar el ruido.

El documento US 2011/301472 desvela un metodo para determinar y/o vigilar cantidades, en particular, cantidades cardiovasculares, relativas a la condicion de un paciente, y un aparato para medir una amplitud de una senal de presion cardiaca. La amplitud de la senal de presion se detecta con la ayuda de un sensor de presion de un aparato de tratamiento de sangre, y su magnitud se corrige mediante la aportacion de la bomba de sangre del aparato para tratamiento de sangre para determinar la amplitud de la senal de presion cardiaca del paciente.

El documento WO 2013/000777, a nombre del mismo Solicitante, se refiere al procesamiento de una senal de presion dependiente del tiempo obtenida de un fluido que contiene un sistema para la extraccion de un componente de senal que procede de un generador de pulso espedfico. El fluido que contiene el sistema puede incluir un circuito de flujo sangumeo extracorporal. La senal de presion mencionada contiene tanto un componente de informacion, por ejemplo, variaciones de presion que representan pulsos cardiacos, y un componente de alteracion, por ejemplo, una variacion de presion causada por una bomba de sangre. Un dispositivo extrae los primeros pulsos en la senal de presion de un sensor de presion que se dispone en el sistema que contiene fluido para detectar los primeros pulsos, que proceden de un primer generador de pulso, y segundos pulsos, que proceden de un segundo generador de pulso. El dispositivo obtiene repetitivamente una muestra de datos actuales, calcula un valor de referencia y substrae el valor de referencia de la muestra de datos actuales. El valor de referencia se calcula como una funcion de otra muestra de datos en la misma senal de presion. El documento DE 100 33 192 desvela un metodo para detectar problemas del flujo arterial durante el tratamiento extracorporal de sangre. Dicho metodo mide, en el conducto arterial, la amplitud de las variaciones periodicas de presion que ocasionan las rotaciones de la bomba de sangre y la compara con un valor umbral. Si se sobrepasa el valor umbral, se deducen problemas.

Los documentos WO 2008/006559, WO 03/002174 y WO 2012/175267 tambien son documentos que desvelan dispositivos y metodos para vigilar la presion en un circuito extracorporal de sangre.

El Solicitante ha observado que las soluciones existentes y conocidas que hacen funcionar las operaciones de tratamiento/filtracion necesitan gran capacidad de memoria y potencia computacional para procesar las senales de presion de la forma mas eficiente con el objetivo de garantizar el correcto funcionamiento del aparato y el respeto de los parametros de tratamiento del paciente.

En particular, el Solicitante ha observado que el resultado de los algoritmos en la base del tratamiento de senales de presion esta influido negativamente por el hecho de que la frecuencia de muestreo de las senales de presion es constante para que las muestras adquiridas en una rotacion de la bomba disminuyan a medida que aumenta la velocidad de rotacion de la bomba, y viceversa.

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Sumario

En este contexto, un objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato de tratamiento de sangre capaz de vigilar y analizar el comportamiento de generadores de presion fisiologica del paciente de forma correcta y funcional.

Un objeto particular de la presente invencion es proporcionar un aparato que sea capaz de extraer/aislar de forma eficiente los datos de presion obtenidos del generador de presion fisiologica.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato capaz de realizar el procesamiento de los datos de presion de forma sencilla, es decir, sin un excesivo esfuerzo computacional y, por lo tanto, tambien de forma fiable.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato capaz de realizar las operaciones de procesamiento de datos con hardware y software sencillos y economicos.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato capaz de realizar operaciones de procesamiento de datos necesitando solamente una minima actualizacion del hardware y el software con respecto a los ya presentes en el aparato existente.

Al menos uno de los objetos indicados anteriormente se consigue esencialmente mediante un aparato de tratamiento de sangre de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones adjuntas.

Los aspectos de la invencion se ilustran a continuacion.

En un primer aspecto independiente de la invencion, se describe un aparato para tratamiento extracorporal de sangre que comprende:

- al menos una unidad de tratamiento (3) que tiene al menos una primera camara (4) y al menos una segunda camara (5) separadas entre sf por una membrana semipermeable (6);

- al menos una lmea de extraccion de sangre (7) conectada a un orificio de entrada (4a) de la primera camara (4) y predispuesta para extraer sangre de un paciente (P);

- al menos una lmea de retorno de sangre (8) conectada a un orificio de salida (4b) desde la primera camara

(4) y predispuesta para retornar sangre tratada al paciente (P), en la que la lmea de extraccion de sangre (7), la lmea de retorno de sangre (8) y la primera camara (4) forman parte de un circuito extracorporal de sangre (2);

- al menos una bomba peristaltica (9) que funciona en el circuito extracorporal de sangre (2) para mover la sangre en el circuito (2);

- al menos un sensor de presion (13, 14) asociado al circuito extracorporal de sangre (2) y configurado para permitir la determinacion de valores de presion en dicho circuito extracorporal de sangre (2);

- al menos una lmea de drenaje de sangre (23) conectada a un orificio de salida de dicha segunda camara

(5) ;

- una unidad de control (UC) conectada a dicho al menos un sensor de presion (13, 14) y a la bomba peristaltica (9) y configurada para:

- mover la bomba peristaltica (9) con un movimiento dclico para generar un flujo sangumeo;

- recibir de dicho al menos un sensor de presion (13, 14) una senal (Ps) que indica la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre (2);

- muestrear, para cada ciclo de la bomba peristaltica (9), la senal (Pr) que indica la presion sangumea con una frecuencia en el dominio de tiempo dependiendo de la velocidad (u>) de la bomba peristaltica (9).

En un segundo aspecto de la invencion se proporciona un metodo de muestreo de senales de presion en el aparato para tratamiento extracorporal de sangre, comprendiendo el aparato:

- al menos una unidad de tratamiento (3) que tiene al menos una primera camara (4) y al menos una segunda camara (5) separadas entre sf por una membrana semipermeable (6);

- al menos una lmea de extraccion de sangre (7) conectada a un orificio de entrada (4a) de la primera camara (4) y predispuesta para extraer sangre de un paciente (P);

- al menos una lmea de retorno de sangre (8) conectada a un orificio de salida (4b) desde la primera camara (4) y predispuesta para retornar sangre tratada al paciente (P), en la que la lmea de extraccion de sangre (7), la lmea de retorno de sangre (8) y la primera camara (4) forman parte de un circuito extracorporal de sangre (2);

- al menos una bomba peristaltica (9) que funciona en el circuito extracorporal de sangre (2) para mover la sangre en el circuito (2);

- al menos un sensor de presion (13, 14) asociado al circuito extracorporal de sangre (2) y configurado para permitir la determinacion de valores de presion en el circuito extracorporal de sangre (2);

- al menos una lmea de drenaje de sangre (23) conectada a un orificio de salida de la segunda camara (5);

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en el que el metodo comprende:

- mover la bomba peristaltica (9) con un movimiento dclico para generar un flujo sangumeo;

- recibir de dicho al menos un sensor de presion (13, 14) una senal (Ps) que indica la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre (2);

- muestrear, para cada ciclo de la bomba peristaltica (9), la senal (Ps) que indica la presion sangumea con una frecuencia en el dominio de tiempo dependiendo de la velocidad (w) de la bomba peristaltica (9).

En un aspecto, la senal (Pr) que indica la presion sangumea se detecta cuando la bomba peristaltica (9) esta en una pluralidad de posiciones predefinidas (pp-i-ppy).

Dicho de otro modo, los instantes de deteccion de la senal de presion coinciden con el paso de la bomba de sangre peristaltica a traves de una pluralidad de posiciones predefinidas (pp-i-ppy) durante el movimiento dclico de la misma.

Por lo tanto, puesto que la velocidad (w) de la bomba (9) no es constante, el muestreo de la senal de presion (o las senales) se realiza con una frecuencia variable con el tiempo ya que depende de la velocidad de la bomba de sangre peristaltica (9).

Desde otro punto de vista de acuerdo con la invencion, la senal de presion se muestrea a una frecuencia constante en el dominio espacial (constante para cada ciclo de la bomba) mientras que previamente (tecnica anterior) el muestreo de los datos se hacfa a una frecuencia constante en el dominio temporal.

En la invencion, el numero de muestras adquiridas en una rotacion de la bomba es constante y no depende de la velocidad de rotacion real de la bomba.

De esta forma, el muestreo tiene en cuenta el estado del circuito de sangre que tambien depende de la posicion de la bomba de sangre peristaltica y la velocidad de la misma.

En un 3er aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, las posiciones predefinidas (ppi-ppy) son equidistantes en el espacio. Las posiciones predefinidas (ppi-ppy) subdividen la via cmlica que sigue la bomba peristaltica en intervalos espaciales lineales o angulares de igual entidad.

En un cuarto aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, las posiciones predefinidas estan en un numero “y” donde “y” es mayor que, o igual a, cincuenta, por ejemplo, mayor que cien, por ejemplo, igual a ciento veinte.

Este numero es suficiente para garantizar una frecuencia de muestreo (variable con el tiempo) para representar correctamente la progresion de la senal de presion.

En un 5° aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, el aparato comprende al menos un sensor de posicion (32) asociado a la bomba peristaltica (9) y configurado para determinar posiciones de la bomba peristaltica (9);

en el que la unidad de control (UC) se configura para realizar la etapa de muestreo que comprende:

- recibir del sensor de posicion (32) una sucesion de “n” senales de referencia (sri-srn) que indican posiciones de referencia (pri-prn) de la bomba peristaltica (9);

- determinar la senal (Ps) que indica la presion sangumea cada senal de referencia “m” (sri-srn), donde “m” es igual a, o mayor que, uno, y menor que, o igual a, “n”.

Dicho de otro modo, pueden utilizarse todas las senales de referencia (sri-srn) generadas en un ciclo de la bomba para ordenar la deteccion de la senal (Ps) que indica la presion o solamente una cada “m”. Por lo tanto, la proporcion “n/m” es igual a “y”. Si se utilizan todas, las posiciones de referencia son posiciones predefinidas, de lo contrario, solamente una parte de las posiciones de referencia son posiciones predefinidas.

En un 6° aspecto de acuerdo con el quinto aspecto, “n” es mayor que, o igual a, cincuenta, por ejemplo, mayor que, o igual a, quinientos, por ejemplo, igual a novecientos sesenta.

En un 7° aspecto de acuerdo con el quinto o sexto aspecto, “m” es menor que diez, por ejemplo, igual a ocho.

Si las “n” senales de referencia son novecientos sesenta y “m” es ocho, la senal (Ps) que indica la presion sangumea se muestrea ciento veinte veces (el numero “y” de las posiciones predefinidas) para cada ciclo de la bomba peristaltica.

En un 8° aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, la bomba peristaltica (9) es una bomba giratoria. Las posiciones predefinidas (pi-py) son posiciones angulares de la bomba peristaltica.

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En un 9° aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos 1 a 7, la bomba peristaltica (9) es de un tipo lineal. Este tipo de bomba comprende una pluralidad de elementos de bombeo (brazos dispuestos y accionados secuencialmente para engranar y apretar partes sucesivas de tubo que engrana la bomba) o posiblemente otros accionadores capaces de generar un movimiento pulsatil en la sangre, es decir, un flujo no constante que oscila alrededor de un valor medio del flujo. Las posiciones predefinidas (p-i-py) son posiciones lineales de la bomba peristaltica.

En un 10° aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos 1 a 8, el sensor de posicion (32) comprende una rueda fonica acoplada a la bomba peristaltica (9).

En un 11° aspecto de acuerdo con el decimo aspecto, un rotor (34) de la rueda fonica (32) gira, por ejemplo, firmemente, con la bomba peristaltica (9). Un receptor (34) de la rueda fonica (32) se fija con respecto a un bastidor del aparato (1) y se mueve con respecto a la bomba (9) y el rotor (33).

En un 12° aspecto de acuerdo con el decimo aspecto, se fija un rotor (34) de la rueda fonica (32) y se monta un receptor (34) sobre la bomba giratoria (9).

De acuerdo con los aspectos tanto undecimo y duodecimo, el rotor (33) de la rueda fonica (32) lleva signos “n” (r-Kn) correspondientes a las “n” senales de referencia (sr-i-srn).

Este es un sistema muy simple y efectivo para detectar la posicion angular de la bomba peristaltica y, posiblemente, tambien la velocidad angular de la misma.

En un 13° aspecto de acuerdo con los aspectos 10, 11 o 12, la rueda fonica (32) es del tipo inductivo. El rotor (33) muestra una pluralidad de prominencias o dientes (signos “n” (r-Kn)) fabricados de un material ferromagnetico y un sensor de proximidad (34, receptor) orientado al rotor (33) detecta la variacion de flujo en el campo magnetico debido al paso de las prominencias. La variacion de flujo crea una corriente pulsatil alterna inducida y cada pulso corresponde a una prominencia.

En un 14° aspecto de acuerdo con los aspectos 10, 11 o 12, la rueda fonica (32) es capacitiva. El rotor muestra una pluralidad de prominencias o dientes (signos “n” (r-Kn)) conectados a una lmea electrica y el sensor (receptor) es un polo de contacto tocado por los dientes giratorios. Cada diente corresponde a un cierre instantaneo del circuito, con un pulso electrico consecuente, inmediatamente seguido por la reanudacion del contacto.

En un 15° aspecto de acuerdo con los aspectos 10, 11 o 12, la rueda fonica (32) es de un tipo optico. El rotor comprende sectores de material opaco alternados con sectores de material reflectante (signos “n” (r-Kn)). Un laser enciende el rotor y un sensor de retorno (receptor) detecta el rayo laser reflejado desde el rotor. El material opaco absorbe completamente el laser mientras que el material reflectante lo devuelve como un reflejo, y una senal corresponde a cada paso de opaco a reflectante.

La unidad de control (UC) recibe, desde el receptor (34), la sucesion de “n” senales de referencia (sr-i-srn) y muestrea la senal (Ps) que indica la presion sangumea cada senal de referencia “m”, donde “m” es igual a, o mayor que, uno. Dicho de otro modo, no todas las “n” senales de referencia (sr-i-srn) de la rueda fonica (32) se utilizan como ordenes para detectar la senal de presion, sino solo una cada “m”.

En un 16° aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, la unidad de control (UC) se configura para:

- recibir una senal (w, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) en la bomba peristaltica (9);

- comparar la senal (w, Fr) con una pluralidad de campos (Aw-i-Awj, AFn-AFrj) que indican intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQbrAQbj) cada uno combinado una respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fs1-Fsj) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea;

- identificar el campo (Awk, AFsk) en la pluralidad de campos (Aw-i-Awj, AFr-i-AFrj) a la que pertenece la senal (w, Fr);

- identificar la respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fsk);

- dimensionar un filtro a utilizar en funcion de la frecuencia de muestreo predefinida (Fsk) y a una frecuencia de corte deseada (Fc);

- aplicar el filtro a la senal muestreada (Ps) que indica la presion sangumea.

De acuerdo con el valor instantaneo medido por el flujo de sangre “Qb”, la unidad de control “UC” utiliza uno de los filtros y cambia el filtro cuando el valor instantaneo medido por el flujo de sangre “Qb” durante el tratamiento entra dentro de un intervalo diferente.

En un 17° aspecto de acuerdo con el 16° aspecto, la senal (w, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) es una velocidad dclica (w), por ejemplo, angular, de la bomba peristaltica (9). En un 18° aspecto de acuerdo con el 17° aspecto, la velocidad dclica (w) se calcula a traves de la rueda fonica (32).

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En un 19° aspecto de acuerdo con el 17° aspecto, (w) se detecta a traves de un dispositivo distinto de la rueda fonica, por ejemplo, un sensor de efecto Hall que detecta el paso de lobulos (15) de la bomba (9).

En un 20° aspecto de acuerdo con el aspecto17°, 18° o 19°, la velocidad dclica (w) es una media calculada sobre cada ciclo de la bomba peristaltica (9).

En un 21er aspecto de acuerdo con el 20° aspecto, la velocidad dclica (w) se calcula:

- suministrando un primer contador con las “n” senales de referencia de la rueda fonica (32) correspondientes a una rotacion de 360°;

- aumentando un segundo contador de tiempo (por ejemplo, cada 2 ms) hasta que el primer contador alcance la

n-a senal;

- teniendo en cuenta el inverso del tiempo utilizado para realizar la rotacion (ciclo de tiempo AT facilitado por el segundo contador) para obtener la velocidad dclica (w) en [ciclos/s].

En un 22° aspecto de acuerdo con los aspectos 17, 18, 19 o 20, 21, los campos (Aw-i-Awj, AFr-i-AFrj) que indican el flujo sangumeo predefinido (AQb-i-AQbj) son campos de velocidad cfclica (Aw1-Awj), por ejemplo, campos de velocidad angular.

Dado el volumen de sangre (Sv) movido por la bomba peristaltica en un ciclo completo en [ml/ciclo] y dada la velocidad (w) de la bomba peristaltica en [ciclo/s], el flujo (Qb) de la bomba peristaltica en [ml/min] se da por la relacion: Qb = w x Sv x 60.

La frecuencia de muestreo predefinida (Fsk) es la asociada al campo (Awk) entre los campos de velocidad dclica (Aw-i-Awj) en el que entra la velocidad cfclica (w) detectada correspondiente al flujo sangumeo instantaneo (Qb).

En un 23er aspecto de acuerdo con el 16° aspecto, la senal (w, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) es una frecuencia (Fr) de senales de referencia (sn-srn) que indican posiciones de la bomba peristaltica (9).

En un 24° aspecto de acuerdo con el 23er aspecto, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr--srn) es una media calculada sobre cada ciclo de la bomba peristaltica (9).

En un 25° aspecto de acuerdo con los aspectos 23 o 24, los campos (Aw-rAwj, AFn-AFrj) que indican los intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQbrAQbj) son campos de frecuencia (AFr-rAFrj) de las senales de referencia (sr-- srn) que indican posiciones de la bomba peristaltica.

Dado el volumen de sangre (Sv) movido por la bomba peristaltica (9) en un ciclo completo en [ml/ciclo], dada la frecuencia (Fr) de las (n') senales de referencia que indican las posiciones de la bomba peristaltica (9) in [1/s] y dado el numero de las senales de referencia (n, puntos adquiridos) en un ciclo completo de la bomba peristaltica (9), el flujo (Qb) de la bomba peristaltica (9) en [ml/min] se da por la relacion: Qb = Fr x (Sv x 60)/n'.

La frecuencia de muestreo predefinida (Fsk) es la asociada al campo (AFrk), entre los campos de frecuencia (AFr-- AFrj) de las senales de referencia (sr-rsrn), en el que entra la frecuencia detectada (Fr) de las senales de referencia (sr1-srn), correspondiente al flujo sangumeo instantaneo (Qb).

En un 26° aspecto de acuerdo con los aspectos 23 y/o 24 y/o 25, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr-- srn) corresponde a la frecuencia de muestreo (Fs) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea. En este caso las (n') senales de referencia tenidas en cuenta entre las (n) senales de referencia solamente son las de las posiciones predefinidas (y) de la bomba peristaltica (n' = y). Dado el numero de las posiciones predefinidas (y) y el ciclo de tiempo (AT) de la bomba peristaltica, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia se da por la relacion: Fr = Fs = y/AT.

En un 27° aspecto de acuerdo con los aspectos 23 y/o 24 y/o 25, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr-- srn) corresponde a un multiplo de la frecuencia de muestreo (Fs) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea. En este caso, las (n') senales de referencia tenidas en cuenta entre las (n) senales de referencia son todas esas (n) senales de referencia o un multiplo (X) de las correspondientes a las posiciones predefinidas (y) de la bomba peristaltica (n' = X x n). Por ejemplo, teniendo en cuenta todas las (n) senales de referencia y el ciclo de tiempo (AT) de la bomba peristaltica, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia se da por la relacion: Fr = n/AT donde n=m x y para que Fr = m x Fs.

En un 28° aspecto de acuerdo con los aspectos 26 o 27, la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr---srn) se calcula:

- suministrando un primer contador con las (n') senales de referencia tenidas en cuenta entre las (n) senales

de referencia (sr1-srn) correspondientes a una rotacion de 360°;

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- aumentando un segundo contador de tiempo (por ejemplo, cada 2 ms) hasta que el primer contador alcance la n'-a senal;

- dividiendo el numero (n') de senales de referencia (sri-srn) tenido en cuenta para el ciclo de tiempo AT (facilitado por el segundo contador) para obtener la frecuencia (Fr) en [1/s].

En un 29° aspecto de acuerdo con uno o varios de los aspectos del 16 al 28, cada frecuencia de muestreo predefinida (Fs1-Fsj) corresponde a un valor predefinido (QbrQbj) del respectivo intervalo predefinido de flujo sangumeo (AQbrAQbj).

En un aspecto, el valor predefinido (QbrQbj) es una mediana del respectivo intervalo predefinido de flujo sangumeo (AQbrAQbj).

Utilizando el valor predefinido (QbrQbj) de cada uno de los intervalos de flujo (AQbrAQbj), se realiza un calculo de uno de los valores de la frecuencia de muestreo predefinida (FsrFsj) utilizando la formula:

Fs = Qb x (y/Sv x 60)

donde (Sv) es el volumen sangumeo movido por la bomba peristaltica en un ciclo completo en [ml/ciclo] e (y) es el numero de posiciones predefinidas.

A cada valor predefinido (Qb1-Qbj) de cada de uno de los intervalos de flujo (AQb1-AQbj) corresponde un valor de velocidad dclica predefinido (w1-wj) de cada de uno de los campos de velocidad dclica (Aw1-Awj) y un valor de frecuencia predefinido (Fr1-Frj) de las senales de referencia de los campos de frecuencia (AFr1-AFrj) de las senales de referencia (sr1-srn).

En un 30° aspecto de acuerdo con el 29° aspecto, los valores de frecuencia de muestreo predeterminada (Fs1-Fsj) pueden calcularse directamente en funcion de los valores predefinidos (mediana) de velocidad dclica (w1-wj) utilizando la relacion:

imagen1

o en funcion de los valores predefinidos (mediana) de la frecuencia (FrrFrj) de las senales de referencia con la relacion:

Fs = Fr x y/n

Si la frecuencia (Fr) de las senales de referencia es la frecuencia de muestreo (Fs) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea, entonces los valores predefinidos (median) de la frecuencia (FrrFrj) de las senales de referencia son el valor de la frecuencia de muestreo predefinida (FsrFsj). En un 31er aspecto de acuerdo con uno o varios de los aspectos del 16 al 30, el numero (j) de intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQbrAQbj) esta comprendido entre dos y cinco, por ejemplo, tres o cuatro. A cada uno de los intervalos (AQbrAQbj) le corresponde una frecuencia de muestreo predefinida (FsrFsj). Incluyendo el numero de intervalos/frecuencia de muestreo, el peso computacional se reduce para el calculo de los filtros. Esta opcion es una solucion excelente entre la sencillez del calculo y la incertidumbre de la determinacion de los filtros.

En un 32° aspecto de acuerdo con uno o varios de los aspectos del 16 al 31, los intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQbrAQbj) estan comprendidos entre aproximadamente 0 ml/min y aproximadamente 600 ml/min, por ejemplo, entre aproximadamente 10 ml/min y alrededor de 580 ml/min.

En un 33er aspecto de acuerdo con los aspectos 31 o 32, los intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQb1-AQbj) son los siguientes: AQb1=10-265 ml/min, AQb2=265-335 ml/min, AQb3=335-580 ml/min.

En un 34° aspecto cada filtro combinado con una frecuencia de muestreo predefinida (FsrFsj) se define del siguiente modo:

calculando la frecuencia de corte “wc” expresada en radianes como wc = 2n x Fc/Fs;

expresando la respuesta al pulso que caracteriza al filtro de paso bajo de acuerdo con la frecuencia de corte “wc” como:

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En un 35° aspecto de acuerdo con uno o varios de los aspectos del 16 al 34, la frecuencia de corte deseada “Fc” esta comprendida entre aproximadamente 1 Hz y aproximadamente 4Hz, por ejemplo, 2 Hz.

En un 36° aspecto de acuerdo con uno o varios de los aspectos del 16 al 35, los filtros se aplican a la senal “Ps” que indica la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre (2) para extraer/aislar los datos de la presion que procede de los generadores de presion fisiologica con el objeto, por ejemplo, de vigilar el acceso venoso (VNM), y de identificar el denominado desprendimiento de la aguja venosa (DAV).

Descripcion de los dibujos

Algunos dibujos relativos a aspectos de la invencion se proporcionan a modo de ejemplo no limitativo.

En particular:

- La Figura 1 muestra esquematicamente un aparato de tratamiento de sangre de acuerdo con la invencion;

- la Figura 2 muestra una parte del aparato de Figura 1 a mayor escala;

- la Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de control de acuerdo con un aspecto de la invencion que puede realizar la unidad de control de un aparato por ejemplo, del tipo mostrado en Figura 1.

Descripcion detallada

Haciendo referencia a los dibujos adjuntos, 1 representa un aparato para tratamiento extracorporal de sangre.

El aparato 1 comprende un circuito extracorporal 2 que tiene por objeto extraer sangre a procesar del aparato cardiovascular de un paciente “P” y devolver la sangre tratada al paciente.

En los siguientes pasos se describen algunos posibles ejemplos de la estructura general del aparato 1. En particular, a continuacion se describen algunas configuraciones del circuito extracorporal de sangre 2, de cualquier lmea de infusion posible en la que circula un fluido de reemplazo, de la lmea de dialisis, en su caso, en la que circula un fluido de dialisis, y de la lmea de descarga del fluido de descarga.

Haciendo referencia a la Figura 1, el aparato 1 para tratamiento extracorporal de sangre comprende al menos una unidad de tratamiento 3, por ejemplo, un hemofiltro, un hemodiafiltro, un filtro de plasma, un filtro de dialisis, un oxigenador de membrana un otra unidad que tenga por objeto procesar la sangre extrafda del paciente, con al menos una primera camara y al menos una segunda camara 4 y 5 separadas entre sf por una membrana semipermeable 6. Una lmea de extraccion de sangre 7 se conecta mediante un orificio de entrada 4a a la primera camara 4 y se predispone, en posiciones de funcionamiento de conexion al paciente “P”, para extraer sangre de un acceso vascular insertado, por ejemplo, en una fistula en el paciente “P”. Una lmea de retorno de sangre 8 conectada con un orificio de salida 4b de la primera camara 4 se disena para recibir la sangre tratada de la unidad de tratamiento 3 y devolver la sangre tratada a otro acceso vascular conectado con la fistula del paciente “P”. Cabe senalar que la configuracion del acceso vascular puede ser de cualquier tipo: por ejemplo, un cateter, un orificio implantado en el paciente, una canula, una aguja, etc.

Como puede verse en la Figura 1, el aparato 1 comprende al menos un primer accionador, en el ejemplo una bomba de sangre 9, que funciona en la lmea de extraccion de sangre para favorecer el movimiento de sangre extrafda del paciente “P” desde un primer extremo 7a de la lmea de extraccion 7 conectada al paciente “P” hacia la primera camara 4. La bomba de sangre 9 es una bomba peristaltica giratoria, que se activa, como se muestra en las Figuras 1 y 2, sobre una respectiva seccion de tubo 10 y es capaz, cuando se mueve en el sentido de las agujas el reloj haciendo referencia a las Figuras, de mover un flujo sangumeo a lo largo de la lmea de extraccion 7 hacia la primera camara 4 (veanse las flechas que indican el flujo a lo largo de la lmea 7).

Cabe senalar que, a efectos de la presente descripcion y las reivindicaciones adjuntas, los terminos “hacia arriba” y “hacia abajo” pueden utilizarse haciendo referencia a posiciones relativas adoptadas por componentes que son parte del circuito extracorporal 2 o funcionan sobre el mismo. Se entiende que los terminos significan, en referencia a un flujo sangumeo, la direccion desde el primer extremo 7a de la lmea de extraccion 7 conectada al paciente “P” hacia

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la primera camara 4 y, de esta forma, hacia el segundo extremo 8a de la lmea de retorno 8 conectada al acceso vascular del paciente “P”.

En el ejemplo de la Figura 1 el circuito extracorporal 2 comprende al menos una camara de expansion arterial 11 que funciona sobre la lmea de extraccion de sangre 7 del paciente “P” y dispuesta hacia arriba de la primera camara 4 y hacia arriba de la bomba de sangre 9. La camara de expansion arterial 11 recibe sangre directamente del paciente “P” y acumula una cantidad de ajuste que permanece basicamente constante durante todo el tratamiento. El circuito extracorporal comprende al menos una camara de expansion venosa 12 que funciona sobre la lmea de retorno de sangre 8 al paciente “P”, hacia abajo de la primera camara 4 y hacia arriba del acceso vascular que devuelve la sangre al paciente “P”.

Al menos un sensor de presion 13 se configura para detectar al menos un parametro relacionado con la presion del fluido presente en la camara de expansion arterial 11 y un sensor de presion 14 se configura para detectar al menos un parametro relacionado con la presion del fluido presente en la camara de expansion venosa 12. En general, los sensores de presion 13, 14 se configuran para emitir una respectiva senal correspondiente a un valor medido del parametro, y enviarla a una unidad de control “UC” en cada medida realizada en sucesivos instantes de tiempo. Cabe senalar que es posible realizar la deteccion del parametro de presion incluso muy cerca de la camara de expansion arterial o venosa 11, 12, por ejemplo, mediante un transductor situado o bien en la seccion de tubo entre la camara de expansion arterial 11 y la bomba de sangre 9 o en el tracto de tubo entre la camara de expansion arterial 11 y el acceso vascular al paciente P, o mediante un transductor situado o bien en el tracto de tubo entre la camara de expansion venosa 12 y el acceso vascular de retorno al paciente “P” o en el tracto de tubo entre la primera camara 3 y la camara de expansion venosa 12.

En cualquier caso, en un posible posicionamiento adecuado de los sensores de presion 13, 14 actuan directamente en la correspondiente camara de expansion arterial y venosa 11, 12 en una parte superior de la misma donde normalmente (durante el funcionamiento) se aloja un gas (aire). Es preciso destacar que las camaras de expansion arterial y venosa 11, 12 se configuran en general durante el funcionamiento y durante el tratamiento para alojar una cantidad de gas predeterminada en una parte superior y una cantidad de sangre predeterminada a un nivel predeterminado en una parte inferior de la misma. Cada una de las camaras de expansion arterial y venosa 11, 12 presenta una valvula para la sangre en conexion fluida, respectivamente, con una primera parte de la lmea de extraccion 7 conectada al acceso vascular del paciente “P” y con una parte de la lmea de retorno hacia abajo de la unidad de tratamiento 3. Las camaras 11, 12 reciben, a traves de la valvula, sangre a la propia la camara. En general, las valvulas podnan colocarse en una parte de base de la correspondiente camara de expansion que se dispone hacia abajo durante el funcionamiento y se llena de sangre. En una realizacion las valvulas pueden estar conexion con una respectiva camara interna de la camara de expansion arterial y venosa 11, 12 que presenta una liberacion en la camara a una altura predeterminada con respecto a la base. Cada una de las camaras de expansion arterial y expansion venosa 11, 12 comprende ademas una respectiva salida para la sangre en conexion fluida con el circuito extracorporal 2 para permitir, durante el funcionamiento, que el flujo de sangre salga de las camaras. Las salidas tambien se colocan en una parte de base de la respectiva camara de expansion 11, 12 que se dispone hacia abajo durante el funcionamiento y se llena de sangre.

La parte de lmea de extraccion 7 que conecta la salida de la camara de expansion arterial 11 a la primera camara 4 de la unidad de tratamiento 3 comprende el tracto de tubo 10 que engrana la bomba de sangre peristaltica 9 para mover, apretando el tracto de tubo 10, la sangre en el circuito extracorporal 2. El tipo particular de bomba peristaltica 9 ilustrada esta provisto de dos cuerpos de apriete (lobulos o rodillos) 15 para actuar sobre el tracto de tubo 10 dos veces en cada rotacion de la bomba de sangre 9.

Cada una de las camaras de expansion 11, 12 presenta ademas una abertura de ventilacion 16, 17 configurada para permitir, durante el funcionamiento, el paso de gas desde o hacia la camara de expansion 11, 12 por ejemplo, desde o hacia el medio externo. El aparato comprende ademas un accionador 18, 19 para cada camara 11, 12 que funciona sobre la abertura de ventilacion 16, 17 (por ejemplo, sobre un canal conectado a la misma) para evitar o permitir de forma selectiva el paso de gas. La abertura de ventilacion 16, 17 se coloca en particular en una parte superior de la camara de expansion 11, 12 que se dispone hacia arriba durante el funcionamiento y se llena de gas. El accionador 18, 19 puede ser una bomba de aire o tambien una simple abrazadera (u otro obturador) dirigido o no por la unidad de control “UC” para permitir una salida de gas en caso de necesidad.

En relacion con el nivel de ajuste de sangre en las camaras de expansion arterial y venosa 11, 12, cabe senalar que en general el nivel debe estar comprendido en un intervalo de alturas entre un valor mmimo y un valor maximo (posiblemente y en general el valor mmimo y el valor maximo de la camara de expansion venosa 12 son diferentes a los niveles maximos y mmimos de la camara de expansion arterial 11). Con los valores del nivel de sangre en la camara dentro de los valores anteriores, podemos suponer que el aparato esta funcionando en condiciones de seguridad; por debajo o por encima de los valores mmimos, pueden surgir problemas de diversa naturaleza (que se explican de forma mas completa a continuacion), especialmente durante el tratamiento.

Con la misma importancia, hay que destacar que al menos una y en general ambas camaras de expansion arterial y venosa 11 y 12 presentan un volumen de contencion constante, es decir, la camara se fabrica de un material ngido y basicamente indeformable.

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El aparato 1 comprende ademas un primer organo de verificacion 20 de flujo, que funciona sobre la lmea de extraccion 7 hacia arriba de la bomba de sangre 9 y la camara de expansion arterial 11 y al menos un segundo organo de verificacion 21 de flujo que funciona sobre la lmea de retorno de sangre 8 al paciente, hacia abajo de la camara de expansion venosa 12. Los organos de verificacion 20, 21, por ejemplo, cada uno constituido por una respectiva abrazadera dirigida por la unidad de control “UC”, se disponen cerca de los extremos 7a, 8a de las respectivas lmeas 7, 8 conectables al paciente “P”.

El aparato 1 tambien puede comprender un detector de burbujas de aire 22 conectado a la unidad de control “UC” y capaz de generar una senal que, por encima de un lfmite, determina la generacion de una orden de cierre del organo de verificacion 21 y posiblemente una parada de la bomba de sangre 9. El detector de burbujas de aire 22 se encuentra en particular sobre la lmea de retorno de sangre 8 y, mas en particular, hacia abajo de la camara de expansion venosa 12 en la direccion del flujo de sangre en el cuerpo extracorporal 2.

La lmea de extraccion de sangre 7, la camara de expansion arterial 11, la primera camara 4 de la unidad de tratamiento 3, la lmea de retorno de sangre 8 al paciente “P” y la camara de expansion venosa 12 forman parte del circuito extracorporal de sangre 2 que, durante el funcionamiento del aparato 1, hace circular sangre fuera del cuerpo del paciente “P” tratado.

El aparato 1 comprende ademas al menos una lmea de drenaje de sangre 23 conectada con un orificio de salida de la segunda camara 5 para recibir al menos fluido filtrado a lo largo de la membrana semipermeable 6. La lmea de drenaje 23 recibe el fluido de descarga procedente de la segunda camara 5 de la unidad 3, por ejemplo, que comprende lfquido de dialisis utilizado y/o lfquido ultrafiltrado a traves de la membrana 6.

La lmea de drenaje 23 conduce a un elemento receptor 24 que consiste, por ejemplo, en una bolsa colectora o una canalizacion de descarga del fluido de descarga. Una o varias bombas de dializado 25 pueden funcionar sobre la lmea de drenaje 23. En las figuras se muestra una unica bomba a modo de ejemplo, que actua sobre la lmea de drenaje 23. Observese que la estructura de la lmea de drenaje 23 tambien puede ser diferente con respecto a la que se ilustra (siempre que sea capaz de extraer adecuadamente el fluido que sale de la segunda camara 5). Por ejemplo, la lmea de drenaje 23 puede comprender una sola lmea como se muestra en las figuras o una lmea de descarga principal y una lmea de ultrafiltracion que se bifurca de la lmea de descarga principal y que esta provista de una respectiva bomba (solucion que no se ilustra).

En el ejemplo de la Figura 1 tambien hay una lmea de dialisis 26 presente para administrar fluido de dialisis nuevo para el tratamiento que se introduce en la segunda camara 5. La presencia de la lmea de dialisis 26 no es estrictamente necesaria en tanto que, a falta de la lmea 26, el aparato 1 sigue siendo capaz de realizar tratamientos tales como la ultrafiltracion, la hemofiltracion o la filtracion de plasma.

En un caso en que la lmea de dialisis 26 este presente, puede utilizarse un organo de verificacion 27 de flujo para permitir o evitar de forma selectiva el paso de fluido a traves de la lmea de dialisis 26, dependiendo de si se programa una purificacion por efecto difusivo dentro de la unidad de tratamiento 3. La lmea de dialisis 26, de estar presente, esta provista en general de una bomba de dialisis 28 y es capaz de recibir un fluido nuevo desde un modulo 29, por ejemplo, una bolsa o una seccion de preparacion en lmea de lfquido de dialisis, y enviar el fluido en la valvula a la segunda camara 5. Por ultimo, el aparato 1 puede comprender una o varias lmeas de infusion de fluido de reemplazo: por ejemplo, puede proporcionarse una lmea de infusion 30 que este conectada a la lmea de extraccion 7 y/o una lmea de infusion 31 conectada a la lmea de retorno de sangre 8. Las lmeas pre y/o post-infusion 30, 31 pueden administrarse mediante bolsas adecuadas o directamente mediante fluido de dialisis nuevo preparado en lmea. Las lmeas solamente se representan de forma esquematica en las figuras adjuntas.

El aparato 1 comprende un sensor de posicion 32 asociado a la bomba peristaltica 9 y configurado para permitir determinar una pluralidad de posiciones de referencia “prrprn” que adopta la bomba peristaltica 9 en su movimiento dclico.

El sensor de posicion 32 ilustrado, es una rueda fonica o codificador que comprende un rotor 33 y un receptor 34 o sensor de proximidad inductivo. El rotor 33 de la rueda fonica 32 se sujeta firmemente al lobulo o rodillo 15 de la bomba peristaltica 9 para girar junto con el rotor de la bomba 9. En las figuras adjuntas, esta sujecion se ilustra de forma esquematica por medio de una varilla 35 que conecta los dos rotores 33, 15. El sensor de proximidad 34 se monta fijado sobre el aparato 1 y se orienta hacia el rotor 33. El rotor 33 de la rueda fonica 32 presenta una pluralidad de signos de referencia “r-Kn” (dientes, relieves, muescas) dispuestos a lo largo de una via circunferencial y orientado hacia el sensor de proximidad 34. El sensor de proximidad 34 detecta la variacion de flujo del campo magnetico debido al paso de los signos de referencia “r-Kn”. La variacion de flujo genera una corriente pulsatil alterna inducida y cada uno de los signos de referencia “r-Kn” corresponde a un respectivo pulse.

La unidad de control “UC” puede comprender una o varias unidades digitales, por ejemplo, del tipo microprocesador, o una o varias unidades analogicas, o una combinacion apropiada de unidades digitales y analogicas. Como se ilustra en el ejemplo de la Figura 1, la unidad de control “UC” se conecta con la bomba peristaltica 9 de sangre y/o con la bomba de dializado 25 y/o con la bomba de dialisis 28, asf como con sensores de presion 13 y 14 de las

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camaras de expansion arterial y venosa 11, 12 y posiblemente, de estar presentes, con sensores de presion auxiliares. La unidad de control “UC” tambien se conecta de forma operativa con la rueda fonica 32, en particular, con el sensor de proximidad 34. Ademas, la unidad de control puede conectarse a los organos de verificacion 20, 21 de flujo y, de estar presente, 27. La unidad de control “UC” tambien esta en comunicacion con el dispositivo de deteccion de burbujas 22, con el modulo 29 y posiblemente con los accionadores 17 y 18 sobre las lmeas de ventilacion 16 y 17.

La unidad de control “UC” se configura o programa para realizar los procedimientos descritos a continuacion. En un caso en que la unidad de control “UC” sea del tipo programable, esta unidad se conecta a un soporte de datos para almacenar instrucciones que, al realizarse por la unidad de control, determinan la ejecucion de los procedimientos que se describiran a continuacion. El soporte de datos puede comprender una memoria masiva, por ejemplo, optica o magnetica, una memoria reprogramable (EPROM, FLASH) o una memoria de otro tipo. En general, antes del inicio del tratamiento, el aparato 1 se somete a un procedimiento de preparacion controlado por la unidad de control “UC”. En particular, antes del tratamiento se inyecta una solucion fisiologica en el circuito extracorporal para lavarlo y extraer cualquier aire y partmulas residuales. Al final de este procedimiento, se establece un nivel de ajuste de la solucion fisiologica a presion de trabajo en las camaras de expansion 11 arterial y venosa. Una vez que el paciente “P” se conecta al aparato 1 por medio de los accesos vasculares, se configura la unidad de control 21 para mover al menos la bomba de sangre 9 al inicio de un tratamiento con el fin de crear, en las camaras de expansion 11, 12, un nivel de ajuste de la sangre en la parte inferior y limitar una cantidad de gas complementaria en la parte superior, el tratamiento en este punto continua la duracion necesaria con el objeto de tratar apropiadamente la sangre extrafda del paciente “P”.

Durante todo el tratamiento el nivel de sangre en la camara de expansion arterial y venosa 11, 12, se modifica continuamente (incluso en valores pequenos) al menos despues del hecho de que la unidad de control “UC” mueve la bomba de sangre 9 con el fin de generar un flujo sangumeo variable que comprende un componente de flujo constante a un valor de flujo sangumeo deseado y un componente de flujo variable con un valor medio basicamente de cero. Esto se debe en particular al hecho de que la bomba de sangre es peristaltica y produce por ello un flujo sangumeo en el circuito que no es constante, sino que esta vinculado a sucesivas acciones de apriete sobre el tracto de tubo 10 mediante el rodillo (o rodillos) asociado al rotor de la bomba 9.

Durante el tratamiento es necesario vigilar y analizar el comportamiento de los generadores de presion fisiologica del paciente tales como el aparato cardiovascular y/o respiratorio. Para este fin, la unidad de control “UC” se dispone para recibir de los sensores de presion 13, 14 situados en las respectivas camaras 11,12 senales “Ps” que indican la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre 2. Estas senales se muestrean con una frecuencia variable de muestreo que es una funcion de la velocidad de rotacion de la bomba peristaltica 9.

Un principio basico implementado por la unidad de control “UC” y descrito a continuacion con detalle es detectar/muestrear la senal “Ps” que indica la presion sangumea de cada uno de los sensores 13, 14 cuando la bomba peristaltica 9 esta en una pluralidad de posiciones predefinidas “pp-i-ppy”. Dicho de otro modo, los instantes de deteccion de la senal de presion coinciden con el paso de la bomba de sangre peristaltica 9 a traves de una pluralidad de posiciones predefinidas “pprppy” durante el movimiento dclico de la misma. Por lo tanto, el muestreo de la senal (o las senales) de presion “Ps” se realiza con una frecuencia que no es constante sino que depende de la velocidad de la bomba de sangre peristaltica 9.

Para este fin, la unidad de control “UC” recibe del sensor de proximidad 34 una sucesion de “n” senales de referencia “sp|-srn” que indican posiciones de referencia “pr-i-prn” de la bomba peristaltica 9. Cada una de estas senales “sr-i-srn” se genera mediante una de las senales de referencia “r-Kn” situadas sobre el rotor 33 de la rueda fonica 32 que gira, junto con la bomba 9, en frente del sensor de proximidad 34. En particular, la senal generada por el sensor de proximidad 34 es una onda cuadrada onda cuadrada que define la posicion angular de la bomba peristaltica 9. Cada periodo de la senal de la onda cuadrada corresponde a una de las senales de referencia “sr-i-srn” y es equivalente a una rotacion de un numero de grados predeterminado del eje de la bomba 9. Por ejemplo, la rueda fonica 32 genera una senal con novecientos sesenta periodos por cada rotacion de la bomba 9.

Esta senal se utiliza con una entrada para un primer contador, que aumenta, por ejemplo, en cada borde ascendente de la senal. Un segundo contador aumenta a cada intervalo de tiempo predeterminado (basado en el tiempo), por ejemplo, cada 2 ms.

El valor del primer contador, facilitado por la senal de la rueda fonica 32, permite establecer cuando la bomba de sangre peristaltica 9 ha realizado una rotacion de 360° (despues de novecientos sesenta periodos de la senal). El valor del segundo contador se lee en cada rotacion completa de la bomba de sangre peristaltica 9, desde la cual se calcula el periodo de rotacion de la bomba peristaltica 9 y, en consecuencia, la velocidad de rotacion “u>” de la misma en [ciclos/s].

El volumen de sangre “Sv” movido por la bomba peristaltica 9 en un ciclo completo en [ml/ciclo] es un dato conocido que depende de la bomba peristaltica 9 utilizada.

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El flujo instantaneo “Qb” de la bomba peristaltica 9 en [ml/min] es proporcional a la velocidad de rotacion “w” de la bomba 9 o a la frecuencia “Fr” de las senales de referencia “sr1-sm” de acuerdo con las siguientes relaciones:

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A modo de ejemplo, si Sv = 7,65 ml/ciclo y w = 0,6 ciclos/s (que corresponde a una Fr = 576 Hz si n = 960), entonces Qb = 275 ml/min.

La unidad de control “UC” tambien recibe, de cada uno de los sensores de presion 13, 14, una respectiva senal de presion “Ps” y se programa para detectar/muestrear la senal “Ps” cada vez que la bomba peristaltica 9 esta en una pluralidad de posiciones predefinidas “pprppy”. Dicho de otro modo, los instantes de deteccion de la senal de presion “Ps” coinciden con el paso de la bomba de sangre peristaltica 9 a traves de una pluralidad de posiciones predefinidas “pprppy” durante el movimiento dclico de la misma. De esta forma, el muestreo de la senal (o senales) de presion se realiza a una frecuencia que no es constante, sino que depende de la velocidad de la bomba de sangre peristaltica 9.

Las posiciones predefinidas “pprppy” pueden coincidir en su totalidad o en parte con las posiciones de referencia “prrprn”. Dicho de otro modo, pueden utilizarse todas las senales de referencia “srrsrn” generadas en un ciclo de bomba “n” para ordenar la deteccion de la senal “Ps” que indica la presion o solamente una cada “m”. Si se utilizan todas, entonces las posiciones de referencia son posiciones predefinidas, de otro modo, solamente parte de las posiciones de referencia son posiciones predefinidas. El numero “y” de las posiciones predefinidas es la relacion “n/m”.

Por ejemplo, una de cada ocho senales de referencia “srrsrn” se utiliza para ordenar la deteccion de la senal “Ps” que indica la presion, de forma que:

n=960

m=8

y=120

La frecuencia de muestreo “Fs” de la senal “Ps” que indica la presion se da por la relacion Fs = w x y = Fr x y/n = Fr/m. Si m = 1, la frecuencia de muestreo “Fs” de la senal “Ps” que indica la presion coincide con la frecuencia “Fr” de la senal de referencia “srrsrn”. En el ejemplo en el que m = 8, la frecuencia de muestreo “Fs” de la senal “Ps” es (con w = 0.6 ciclo/s) igual a 72 Hz.

Otro principio basico implementado por la unidad de control “UC” y descrito con detalle a continuacion es dimensionar los filtros utilizados, por ejemplo, para vigilar y analizar el comportamiento de los generadores de presion fisiologica del paciente, tales como el aparato cardiovascular y/o respiratorio, en funcion de un numero limitado de frecuencias de muestreo predeterminadas.

La unidad de control “UC” se programa para incluir una pluralidad de campos “AwrAwj”, “AFrrAFrj” que indican intervalos predefinidos de flujo sangumeo “AQbrAQbj”. En un aspecto los intervalos predefinidos de flujo sangumeo “AQbrAQbj” son limitados en numero, por ejemplo, tres o cuatro. Por ejemplo, los intervalos de flujo sangumeo son tres y son del modo siguiente: AQb1 = 10-265 ml/min; AQb2 = 265-335 ml/min; AQb3 = 335-580 ml/min. A estos intervalos les corresponde (a partir de las relaciones Qb = w x Sv x 60 = Fr x (Sv x 60)/n) un mismo numero de campos de velocidad dclica (Aw1 = 0,022 - 0,577 ciclos/s; Aw2 = 0,577 - 0,73 ciclos/s; Aw3 = 0,73 - 1.263 ciclos/s) y de frecuencias de la senal de referencia (AFn = 20,9 - 554,2 Hz; AFr2 = 554,2 - 700,6 Hz; AFr3 = 700,6 - 1213,1 Hz). Si m = 1, los campos de frecuencia de las senales de referencia (AFr-i; AFr2; AFr3) coinciden con los campos de frecuencia de muestreo (AFs-i; AFs2; AFs3) de la senal “Ps” que indica la presion. En el caso del ejemplo en el que m = 8, los siguientes campos de frecuencia de muestreo corresponden a los campos de frecuencia de las senales de referencia: AFs1 = 2,61 -69,3 Hz; AFs2 = 69,3 -87,6 Hz; AFs3 = 87,6 -151,6 Hz.

La unidad de control “UC” se programa para incluir, para cada uno de los campos “AwrAwj, AFrrAFrj” que indican los intervalos de flujo de sangre “AQbrAQbj” un valor de frecuencia de muestreo predefinida “Fsk” de la senal “Ps” que indica la presion. La frecuencia de muestreo predefinida “Fsk”, por ejemplo, corresponde a un valor de referencia “Qbk”, por ejemplo, a la mediana, del respectivo intervalo de flujo sangumeo “AQbk”.

En el ejemplo, al primer intervalo de flujo sangumeo “AQb1” le corresponde una primera frecuencia de muestreo predefinida Fs1 = 55 Hz (obtenida teniendo en cuenta un flujo de referencia “Qb-i” de 210 ml/min); al segundo intervalo de flujo sangumeo “AQb2” le corresponde una segunda frecuencia de muestreo predefinida Fs2 = 79 Hz (obtenida teniendo en cuenta un flujo de referencia “Qb2” de 300 ml/min que es la mediana del respectivo intervalo); al tercer intervalo de flujo sangumeo “AQb3” le corresponde una tercera frecuencia de muestreo predefinida Fs3 = 97 Hz (obtenida teniendo en cuenta un flujo de referencia “Qb3” de 370 ml/min).

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La unidad de control “UC” compara el flujo instantaneo “Qb” de la bomba peristaltica 9 con los intervalos de flujo de sangre “AQbi-AQbj” y verifica en cual de los intervalos entra el flujo instantaneo “Qb”. Realmente, para realizar esta comparacion de flujo, la unidad de control “UC” compara la velocidad de rotacion “w” instantanea de la bomba 9 (o la frecuencia “Fr” instantanea de las senales de referencia “sri-srn”) con los respectivos campos “Awi-Awj” (o AFri-AFrj) y verifica en cual de los respectivos campos “Awi-Awj” (o AFri-AFrj) entra.

La unidad de control “UC” utiliza la frecuencia de muestreo predefinida “Fsk” asociada al campo de velocidad dclica “Awk” (entre los campos de velocidad ciclica “Awi-Awj”) en los que entra la velocidad ciclica “w” instantanea que corresponde al flujo sangumeo instantaneo “Qb” (o asociada al campo “AFrk” entre los campos de frecuencia “AFri- AFrj” de las senales de referencia “sri-srn” en los que entra la frecuencia “Fr” de las senales de referencia detectadas correspondientes al flujo sangumeo instantaneo “Qb”) con el fin de dimensionar el filtro de paso bajo (Antisolape y/o Supresor de Ruido) que vaya a utilizarse dada una frecuencia de corte deseada “Fc”.

Los filtros Antisolape y/o Supresores de Ruido se aplican, por ejemplo, a la senal “Ps” que indica la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre 2 con el fin de extraer/aislar los datos de presion obtenidos de los generadores de presion fisiologica con el objeto, por ejemplo, de vigilar el acceso venoso (VNM) e identificar el desprendimiento de la aguja venosa (DAV).

Tanto los filtros Antisolape como los Supresores de Ruido son, por ejemplo, pasos de banda de respuesta infinita a los impulsos (IIR) de cuarto orden.

En el ejemplo ilustrado, dada una frecuencia de corte deseada “Fc” de 2 Hz, las frecuencias de corte “wc” expresadas en radianes de tres filtros de paso bajo cada uno combinado con una de las tres frecuencias de muestreo predefinidas son:

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1. coC2= Fc/Fs2 = 0,159 rad

2. o)C3= FC/FS3 = 0,129 rad

La respuesta de pulsacion que caracteriza cada filtro de paso bajo de acuerdo con la respectiva frecuencia de corte “wck” se expresa como:

imagen5

Para resumir, el tipo de filtro se selecciona entre un numero discreto y reducido de filtros, cada uno asociado a un intervalo de flujo “AQbk” de la bomba peristaltica 9 y dimensionado en funcion de la respectiva frecuencia de muestreo “Fsk” para tener una frecuencia de corte deseada “Fc”. De acuerdo con el valor instantaneo del flujo de sangre “Qb” medido, la unidad de control “UC” utiliza uno de los filtros y cambia el filtro cuando el valor instantaneo medido del flujo de sangre “Qb” durante el tratamiento entra en un intervalo diferente. Evidentemente, la metodologfa descrita puede utilizarse en combinacion con cualquier tipo de sensor de deteccion de presion situado en los puntos del circuito extracorporal de sangre 2 mas apropiados.

Aunque la invencion se ha descrito en relacion con lo que actualmente se considera la realizacion preferida y mas moderna, la invencion no se limita a la realizacion descrita sino que, por el contrario, tiene por objeto cubrir diversas modificaciones y combinaciones equivalentes incluidas en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Un aparato para tratamiento extracorporal de sangre que comprende:

   - al menos una unidad de tratamiento (3) que tiene al menos una primera camara (4) y al menos una segunda camara (5) separadas entre s^ por una membrana semipermeable (6);

   - al menos una lmea de extraccion de sangre (7) conectada a un orificio de entrada (4a) de la primera camara (4) y predispuesta para extraer sangre de un paciente (P);

   - al menos una lmea de retorno de sangre (8) conectada a un orificio de salida (4b) desde la primera camara (4) y predispuesta para devolver sangre tratada al paciente (P), en el que la lmea de extraccion de sangre (7), la lmea - de retorno de sangre (8) y la primera camara (4) forman parte de un circuito extracorporal de sangre (2);

   al menos una bomba peristaltica (9) que funciona en el circuito extracorporal de sangre (2) para mover la sangre en el circuito (2);

   - al menos un sensor de presion (13, 14) asociado al circuito extracorporal de sangre (2) y configurado para permitir la determinacion de los valores de presion en dicho circuito extracorporal de sangre (2);

   - al menos una lmea de drenaje de sangre (23) conectada a un orificio de salida de dicha segunda camara (5);

   - una unidad de control (UC) conectada a dicho al menos un sensor de presion (13, 14) y a la bomba peristaltica (9) y configurada para:

   - mover la bomba peristaltica (9) con un movimiento dclico para generar un flujo sangumeo;

   - recibir de dicho al menos un sensor de presion (13, 14) una senal (Ps) que indica la presion sangumea en el circuito extracorporal de sangre (2);

   - muestrear, para cada ciclo de la bomba peristaltica (9), la senal (Ps) que indica la presion sangumea con una frecuencia en el dominio temporal dependiendo de la velocidad (u) de la bomba peristaltica (9);

   caracterizado por que la unidad de control (UC) tambien se configura para:

   - recibir una senal (u, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) en la bomba peristaltica (9);

   - comparar la senal (u, Fr) con una pluralidad de campos (Au-i-Au AFr-i-AFn) que indican intervalos predefinidos de flujo sanguineo (AQb1-AQbi) cada un combinado con una respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fs-i-Fsi) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea:

   - identificar el campo (Auk, AFsk) en la pluralidad de campos (Au-i-Au AFr-i-AFr) a los que pertenece la senal (u, Ell

   - identificar la respectiva frecuencia de muestreo predefinida (Fsk);

   - dimensionar un filtro a utilizar en funcion de la frecuencia de muestreo predefinida (Fsk) y a una frecuencia de corte deseada (Fc);

   - aplicar el filtro a la senal muestreada (Ps) indicativa de la presion sangumea.
2. 2. El aparato de la reivindicacion 1, en el que la senal (Ps), que indica la presion sangumea, se muestrea cuando la bomba peristaltica (9) esta en una pluralidad de posiciones predefinidas (pp1-ppy).
3. 3. El aparato de la reivindicacion 1 o 2, que comprende al menos un sensor de posicion (32) asociado a la bomba peristaltica (9) y configurado para permitir la determinacion de las posiciones de la bomba peristaltica (9);

   en el que la unidad de control (UC) se configura para realizar la etapa de muestreo que comprende:

   - recibir del sensor de posicion (32) una sucesion de “n” senales de referencia (sr-i-srn) que indican posiciones de referencia (pn-prn) de la bomba peristaltica (9);

   - muestrear la senal (Ps) que indica la presion sangumea cada senal de referencia “m” (sr-i-srn), donde “m” es igual a, o mayor que, uno, y menor que, o igual a, n.
4. 4. El aparato de la reivindicacion 3, en el que “n” es mayor que, o igual a cincuenta.
5. 5. El aparato de la reivindicacion 3 o 4, en el que “m” es menor que diez.
6. 6. El aparato de la reivindicacion 3, 4 o 5, en el que el sensor de posicion (32) comprende una rueda fonica (33) acoplada a la bomba peristaltica (9).
7. 7. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores, en el que la senal (u, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) es una velocidad dclica (u) de la bomba peristaltica (9).
8. 8. El aparato de la reivindicacion anterior, en el que la velocidad dclica (u) es una media calculada sobre cada ciclo de la bomba peristaltica (9).
9. 9. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores en el que los campos (Aw1-Au>j, AFr-i-AFrj) que indican el flujo sangumeo predefinido (AQbrAQbj) son campos de velocidad dclica (Aw1-Au>j).
10. 10. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores en el que la senal (u>, Fr) que indica el flujo sangumeo instantaneo (Qb) es una frecuencia (Fr) de senales de referencia (sr-i-srn) que indican posiciones de la bomba peristaltica (9).

    5 11. El aparato de la reivindicacion 10, en el que la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr-i-srn) es una media

    calculada sobre cada ciclo de la bomba peristaltica (9).
11. 12. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores, en el que los campos (AwrAuij, AFrrAFrj) que indican los intervalos predefinidos de flujo sangumeo (AQbrAQbj) son campos de frecuencia (AFr-rAFrj) de senales de

    10 referencia (srrsrn) que indican posiciones de la bomba peristaltica.
12. 13. El aparato de una de las reivindicaciones 10, 11 o 12, en el que la frecuencia (Fr) de las senales de referencia (sr1-srn) corresponde a la frecuencia de muestreo (Fs) de la senal (Ps) que indica la presion sangumea o a un multiplo de la frecuencia de muestreo (Fs).

    15
13. 14. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores, en el que cada frecuencia de muestreo predefinida (FsrFsj) corresponde a un valor predefinido (QbrQbj) del respectivo intervalo predefinido de flujo sangumeo (AQbrAQbj).
14. 15. El aparato de una de las reivindicaciones anteriores, en el que el numero (j) de intervalos predefinidos de flujo 20 sangumeo (AQbrAQbj) esta comprendido entre dos y cinco.